Ni含量大于90%的层状LiNi_xCo_yMn_1−x−yO₂（LNCM）具有成本低、实际容量高等优点，被认为是一种很有前途的锂离子电池正极材料。然而，由于机械力化学击穿，富Ni LNCM不可避免地在高电荷态下容量迅速衰减，特别是微裂纹的形成被认为是导致富镍层状正极失效的主要原因之一。

近日，韩国首尔大学Seong-Hyeon Hong报道了将硼（B）和磷（P）掺杂到富Ni LNCM中，均会产生类似的织构微结构，初级颗粒沿径向排列，首次通过P掺杂在LNCM中获得了织构形貌。

文章要点

1）与未掺杂的LNCM相比，B掺杂和P掺杂的LNCM都有效地抑制了颗粒裂纹，提高了循环寿命，但掺杂正极之间的容量保持率存在明显的差异。原位/非非原位多尺度x射线能谱分析、显微成像和气体分析结果显示，B掺杂可以减缓LNCM循环过程中微裂纹的形成，同时其初级颗粒形态抑制了氧析出。因此B掺杂的富Ni LNCM具有更佳的循环性能。

2）从循环稳定性的角度看，其微观结构对氧析出的抑制作用与对微裂纹的抑制作用相当。因此在未来富镍层状正极材料的设计中，必须同时考虑抑制微裂纹的形成和氧析出。

参考文献

Chul-Ho Jung, et al, New Insight into Microstructure Engineering of Ni-Rich Layered Oxide Cathode for High Performance Lithium Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202010095

https://doi.org/10.1002/adfm.202010095